Projekt i budowa uniwersalnego sterownika programowalnego

pol Artykuł w języku polskim DOI:

Sebastian Wójcicki, wyślij Tomasz Rutkowski Wydział Elektrotechniki i Automatyki, Politechnika Gdańska

Pobierz Artykuł

Streszczenie

Artykuł opisuje projekt i realizację niskobudżetowego ale zarazem funkcjonalnego i uniwersalnego kompaktowego sterownika programowalnego PLC (ang. Programmable Logic Controller) oraz dedykowanej aplikacji narzędziowej umożliwiającej jego elastyczne oprogramowanie. Przedstawiany sterownik bazuje na jednostce centralnej w postaci 32-bitowego mikrokontrolera ARM firmy STMicroelectronics oraz wyposażony jest w standardowe peryferia wykorzystywane w przemysłowych instalacjach technologicznych tj.: we/wy cyfrowe, we/wy analogowe czy interfejs enkodera. Do komunikacji sterownika z komputerem PC lub innymi urządzeniami przeznaczone są standardowe interfejsy: USB, RS-232 lub magistrala CAN (ang. Controller Area Network). Dedykowana sterownikowi aplikacja narzędziowa napisana została w języku C# i pracuje w środowisku Windows. Umożliwia ona między innymi: tworzenie programów sterujących w języku graficznym FBD (ang. Function Block Diagram), programowanie sterownika, prostą diagnostykę oraz podgląd zmiennych w trakcie pracy sterownika (tryb on-line). W celu śledzenia wartości wybranych zmiennych można wykorzystać wbudowany wyświetlacz LCD a za pomocą dostępnych na obudowie przycisków wykonać np. "strojenie" wybranych parametrów wgranego do sterownika algorytmu sterującego.

Słowa kluczowe

mikrokontroler, plc, przemysłowy system sterowania

Project and implementation of a universal programmable controller

Abstract

The paper describes project and implementation of a low-cost but functional and universal programmable logic controller PLC in compact case and dedicated utility application for that PLC, which allow user to its effective programming. The main central processing unit of presented controller is based on 32 bit ARM STMicroelectronics microcontroller. Presented PLC controller is equipped with standard peripherals, which are used in industrial technological installations: digital I/O, analog I/O, encoder interface. The controller may communicate with PC computers or other devices via USB and RS-232 interfaces and CAN bus. Presented in article utility application is developed in C# language for Windows platform. Utility application allow user to: develop control programs with graphical programming language FBD, controller programming, simple diagnosis and variables monitoring during running controller (on-line mode). In order to track the values of selected variables the built-in LCD display may be used by user. Additionally, using the buttons available on the controller case the user, for example, may perform "tuning" of the selected parameters of running control program.

Keywords

industrial control system, microcontroller, plc

Bibliografia

  1. [www.st.com/internet/mcu/product/247492.jsp] - Opis oraz dokumentacja techniczna mikrokontrolera STM32F103VG (18 listopada 2012).
  2. Pławsiuk K., Zabezpieczenie przed odwrotną polaryzacją, „Elektronika Praktyczna”, 4/2003, 76.
  3. [www.fairchildsemi.com/ds/1N/1N4001.pdf] - Nota katalogowa diody 1N4007 (18 listopada 2012).
  4. Legierski T., Kasprzyk J., Hajda J., Wyrwał J., Programowanie sterowników PLC, Wydawnictwo Pracowni Komputerowej Jacka Skalmierskiego, Gliwice 1998.
  5. Hadam P., Projektowanie systemów mikroprocesorowych, Wydawnictwo BTC, Warszawa 2004.
  6. [www.irf.com/productinfo/datasheets/data/irfz44n.pdf] - Nota katalogowa tranzystora IRFZ44N (18 listopada 2012).
  7. [www.denizyildirim.org/mylibrary/data/tc427.pdf] - Nota katalogowa sterownika tranzystorów MOSFET (18 listopada 2012).
  8. [www.datasheetcatalog.org/datasheet/stmicroelectronics/2163.pdf] - Nota katalogowa wzmacniacza operacyjnego LM358D (18 listopada 2012).
  9. Urządzenia diagnostyczne do sieci CAN, „Elektronika Praktyczna” 3/2011, 22-28.
  10. [www.kicad-pcb.org] - Oficjalna strona oprogramowania KiCad (18 listopada 2012).
  11. [http://msdn.microsoft.com/enus/library/ms742119.aspx] - Windows Presentation Foundation - Getting Started (18 listopada 2012).
  12. [www.codeproject.com/Articles/22952/WPF-Diagram-Designer-Part-1] - Silnik wyświetlania bloków WPF Diagram Designer (18 listopada 2012).
  13. [http://modbus.org] - Oficjalna strona organizacji zajmującej się protokołem Modbus (18 listopada 2012).
  14. [www.mentor.com/embedded-software/codesourcery] - Strona projektu Codesourcery (18 listopada 2012).
  15. [www.coocox.org/CoOS.htm] - CooCox CoOS (18 listopada 2012).
  16. [http://code.google.com/p/nmodbus/] - A C# implementation of the Modbus protocol (18 listopada 2012).
  17. [http://freemodbus.berlios.de/] - A Modbus ASCII/RTU and TCP implementation for embedded systems (18 listopada 2012).